apuntes de clase - introducciÓn a la quÍmica

INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA2do. Cuatrimestre de 2013

UNIVERSIDAD NACIONAL DE LANÚS

LICENCIATURA EN TECNOLOGÍAS FERROVIARIAS

INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA

Prof. Ing. D. Tarizzo

Apuntes de Clase

Cohorte 2013

Autor: José María FalcioniNotaLos presentes apuntes son transcripciones de los resúmenes tomados en clase por el autor. Salvo Error u Omisión involuntarios, los mismos pretenden resumir los dichos del profesor en clase, quien no tiene ninguna responsabilidad sobre la fidelidad en la transcripción.

Introducción a la QuímicaProfesor D. Tarizzo 2do. Cuatrimestre de 2013CLASE DEL 08-AGO-13: D. Tarizzo

VIDEO – QUE Y COMO SE HACE EL BIODIESEL

CATALIZADOR: es una sustancia que se agrega a un proceso para ayudar a que el mismo arranque, se produzca más rápido o mejor.

La diferencia entre los metales y los no metales es la electronegatividad. En los no metales es muy alta y en los metales baja.

Un protón (p) es 1.840 veces más grande que un electrón (e). Hay una esfera virtual que rodea el núcleo del átomo que es el lugar donde se encuentran los electrones, pero no en un esquema de órbita sino de posicionamiento con cierta incerteza que está determinada por la ecuación de Shrodinger.

La formula tradicional del agua H2O, compuesta por dos átomos de hidrógeno (H) y uno de oxígeno (O) cambia a D2O si a cada átomo de hidrógeno se le incorpora un neutrón (n), lo que se conoce como deuterio y en T2O si se le agregan dos neutrones, convirtiéndolo en tritio.

Entonces las variantes de hidrógeno con uno o dos neutrones son isótopos del hidrógeno.

ISÓTOPOS: se denominan de esta forma a átomos que, teniendo la misma cantidad de electrones y protones, lo que define un elemento, varían en la cantidad de neutrones. A pesar de ser el mismo elemento básico tienen distintas propiedades que varían para cada isótopo.

En la naturaleza el uranio que se encuentra es en un 99,3% U 238 (146n + 92p y 92e) y el 0,7% restante se compone de isótopos (233, 234 y 235. El 235 es el utilizado para producir energía nuclear tanto para centrales como para bombas.

GAS INHERTE: se denominan de esta manera a los gases que en la última órbita de electrones tienen ocho lo que los hace muy poco sociables, es decir de difícil combinación con otros elementos. Sin embargo la creencia de que no reaccionan con nada ha sido descartada ya que se han encontrado reacciones en las que se generan sustancias combinando algunos de estos gases con otros elementos pero que tienen muy corta vida.

En el caso del cloro se verifica que tiene más electronegatividad que el sodio lo que hace que cuando se combinan el cloro toma el único electrón de la órbita exterior del sodio para incorporarlo a los 7 que tiene en su propia órbita quedando de esta forma ionizados ambos átomos: el cloro en negativo y el sodio en positivo. Por tal razón a estas uniones se las llama electrovalentes o iónicas.

IONES: Son átomos cargados eléctricamente.

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CUESTIONARIO

Respecto del proceso para producir BioDiesel se plantean las siguientes preguntas:

1. ¿Cuáles son las materias primarias que se utilizan en la fabricación del biodiesel y que requisitos debe cumplir?

a. Es un combustible más ecológico que los derivados del petróleo que se elabora a partir de aceites vegetales (soja, colsa, girasol, etc.) y grasas animales que se pueden tomar a partir de residuos. Estas grasas pasan por varios procesos de filtrado para sacarles todos los residuos relacionados con su utilización previa cuando se tratare de aceites reciclados o de las grasas animales.

b. También se agrega metanol y metilato.c. Dentro del equipo hay resinas de intercambio iónico que tienen una

vida útil por litro de biodiesel producido..2. ¿Cómo se llama la reacción química y en que consiste?

a. El proceso de obtención de biodiesel a partir de grasas animales y vegetales se llama de esterificación y transesterificación

3. ¿Cuáles son los tratamientos previos a la fabricación o reacción en si?a. El proceso se inicia bajando la humedad de los aceites y grasas que

se utilizan para luego pasarlos al equipo de producción.4. ¿En que pasos o equipos se efectúa la separación del biodiesel?

a. El proceso se inicia en el tanque precalentado donde se lleva el aceite a 63 grados y luego a través de los filtros se saca cualquier impureza.

b. Luego se traslada a otro tanque donde se produce la reacción química donde se carga el metanol y el metilato.

c. Cuando termina el tiempo de reacción se saca una muestra y se verifica si es buena. En la muestra salen Glicerina abajo y biodiesel arriba.

d. Luego de la prueba de dilución, pasa el compuesto a un separador de placas para separar el biodiesel y la glicerina que trabaja en forma continua, no por decantación.

e. Luego de pasar por las resinas de intercambio iónico el biodiesel se calienta nuevamente para eliminar los excesos de metanol que pudieran haber presentes. Este excedente es enfriado y se vuelve a utilizar en el proceso por lo que nunca se pierde.

f. Finalmente se hace un proceso de purificación que retira lo que pudiera quedar de glicerina.

5. ¿Qué son las resinas de intercambio iónico y que función cumplen?a. Las resinas se utilizan para dar un paso final de purificación del

biodiesel una vez que el mismo es separado de la glicerina. b. Son resinas que trabajan en forma continua con bajo consumo de

energía y que van extrayendo del biodiesel las impurezas que ya no son retenidas en los procesos de filtrado.

c. Son procesos físico-químicos que retienen dichas impurezas. Este método es utilizado en muchos procesos químicos y cada uno de ellos tiene su propio conjunto de resinas aplicables. Es decir que no son siempre las mismas para cualquier proceso.


Introducción a la QuímicaProfesor D. Tarizzo 2do. Cuatrimestre de 2013CLASE DEL 08-AGO-13: D. Tarizzo6. ¿Cuál es la prueba final de aceptabilidad del biodiesel? Control de

calidad.a. Para dar por bueno al bío dieses se lo calienta a 135º luego se

verifica que el gas producido arde. En caso positivo se le debe extraer más metanol hasta que el gas no arda.

b. También se hace una prueba de dilución y se verifica si la misma es perfecta dando la pauta que el biodiesel es bueno y se puede continuar el proceso. Es una técnica de análisis para proceso continuo.


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VIDEO – PROCESO DEL ACERO AHMSA

Resumen del video ya que no pude concurrir a la clase:

Altos Hornos de México S.A. es una empresa integrada que produce acero a partir de la extracción de mineral de hierro y carbón que la misma empresa realiza.

En el inicio el mineral de hierro es tratado por PELETización y SINTERización y el carbón por COQUIzación. El mineral de hierro es sometido a filtrado en la planta de peletización se separa el mineral del agua, que se recicla. El mineral se mezcla con aglomerantes, en discos de boleo, para formar pequeñas esferas que se denominan PELETS, que son horneados a 1300º para su endurecimiento y posterior envío a los altos hornos.

Al mismo tiempo el carbón es tratado en la planta coquizadora en hornos verticales recubiertos con ladrillos refractarios, se hornea 18 horas y se transforma en coque que es el elemento principal de los altos hornos para producir arrabio o hierro de primera fusión. El proceso de coquización produce gas coque que es utilizado en otras etapas del proceso siderúrgico.

Otro material necesario es el sinter que es una masa porosa constituida por mineral de hierro, escamas y polvos de hierro generados en el propio proceso siderúrgico que mezclados con caliza, dolomita y finos de coque se forma una amalgama que es endurecida en un horno continuo.

En el alto horno se reducen y convierten en arrabio los óxidos de hierro contenidos en pelet y sinter almacenados junto con caliza, dolomita y coque. Por la base del alto horno se introduce aire a alta presión que enciende el coque y funde el mineral de hierro a 1650ª. En la parte baja del horno se recibe el arrabio líquido que es llevado en carros de 200 tn. Para eliminar contenidos de azufre se aplican reactivos como carburo de calcio y magnesio en la planta deszulfuradora. La escoria generada durante la fusión es enfriada con agua y se vende como subproducto.

Para convertir el arrabio en acero AHMSA utiliza la técnica de aceración con base en oxígeno POF por sus siglas en inglés. Esto comienza con la carga de chatarra en los convertidores (hornos en forma de pera de 150 tn), luego se vacía el arrabio líquido. Para la refinación se inyectan oxígeno, nitrógeno y argón a presión por tubos conocidos como lanzas, tras unos 45 minutos se obtiene acero líquido que se vacía en grandes ollas se agregan ferroaleaciones para ajustar su composición química de acuerdo a lo solicitado por los Clientes. Para conseguir un producto específico el acero puede ser tratado en las estaciones de Tratamiento Secundario, Metalurgia Secundaria y Metalurgia de Hoya o recalentamiento químico.

La trasformación del acero líquido en planchón se realiza con equipos denominados máquinas de colada continua. Se inicia con el vaciado de las ollas en el distribuidor que y pasa a un molde oscilatorio de cobre enfriado por agua y luego en unos rodillos con sistema de enfriamiento comienza a solidificarse hasta formar el planchón que luego es cortado en las dimensiones requeridas por sistemas primarios y secundarios de corte a base de oxigas.

Los planchones se producen en diferentes espesores, anchos, longitudes y pesos y se identifican para el siguiente proceso de laminación en caliente.


Introducción a la QuímicaProfesor D. Tarizzo 2do. Cuatrimestre de 2013CLASE DEL: D. TarizzoEn el proceso de laminación en caliente se fabrican cinta de acero en rollo y placa de acero. En ambas el proceso inicia con el recalentado del planchon a 1300ª y a través de dos molinos reversibles el planchón es reducido en varios pases hasta el espesor y anchos requeridos, luego es colocado en unos rodillos para su enfriado y enderezado y corte.

En la línea de tira el planchon es procesado para la producción de lámina rolada en caliente. Inicialmente es reducido en un molino universal reversible hasta 2” y luego hasta 1”. El espesor final se obtiene en un tren de laminación de 6 castillos al final del cual opera un sistema de enfriamiento y enrollado, para clientes u otros procesos en laminación en frío.

La laminación en frío se disminuye el espesor de la lámina a la vez que se modifican y mejoran sus propiedades físicas. El proceso empieza con el decapado para la eliminación de óxido con una solución con base en ácido clorhídrico, luego la cinta es reducida a temperatura ambiente a fin de reducir paulatinamente su espesor hasta la lo especificado en cada pedido. Luego para aminorar su dureza el rollo es recocido en hornos de calentamiento continuo de hasta 750ª. La cinta pasa posteriormente a molinos templadores que le dan mayor calidad superficial y la dureza específica requerida según su futura aplicación.

Adicionalmente la línea se skin pass y tenso nivelado dan mayor calidad y superficial y uniformidad en el espesor para aplicaciones de industria automotriz y de blanco.

Para la fabricación de envases se produce hojalata y láminas cromadas. En ambos casos se somete la lámina rolada en frío a baños electróliticos de estaño y cromo respectivamente.

Por último está la línea de perfiles pesados para la industria de la construcción. Se fracciona el planchón de acero para generar secciones cuadradas, tochos, que se calientan hasta 1250º. Se pasan los tochos por diferentes trenes de laminación que producen vigas, canales y ángulos de acero con perfil rectangular o estándar.

Por último AHMSA también produce energía eléctrica y aire de soplo para los altos hornos, oxígeno, argón y nitrógeno así como plantas para tratamiento de agua cruda, industrial y sanitaria.



FUEGO

El fuego es una combustión, es decir una reacción química entre un elemento que al entrar en contacto con un gas comburente produce la combustión.

Entre los primeros tenemos papel, madera, combustibles, y entre los segundos el oxígeno, aire y peróxidos. Para que se produzca tiene que haber una fuente de energía como una llama o una chispa. Estos tres elementos conforman lo que se denomina triángulo de fuego.

combustible

comburente

fuente de energía

Si falta uno de los tres elemento no hay combustión.

CLASES DE FUEGO

Clase A: sólidos como la madera, papel, cartón, tela y cuero que forman brasas.

Clase B: líquidos o sólidos como gasolina, gas oil, disolventes, caucho, grasas y materias plásticas. No dejan residuos tras su combustión completa.

Clase C: gases como butano, propano, acetileno y gas natural.

Clase D: metales como magnesio, sodio, aluminio.

AGENTES EXTINTORES:

El agua es el más común y actúa por acción directa sofocando y al producir vapor desplaza el oxígeno impidiendo la combustión. Por enfriamiento disminuyendo la fuente de calor lo que se logra con un chorro de agua. También el agua pulverizada aumenta fuertemente los efectos de enfriamiento por lo que es eficaz sobre fuegos de clase A y algunos de clase B. Agregándole una producto humectante le permite al agua extenderse mejor y forma una pantalla entre los combustibles y el oxígeno, extinguiendo el fuego. Así sirve para fuegos de clase A y B. También se le suele agregar emulsores que producen espuma y actúan por sofocación sobre fuegos de clase A y B. Se desaconseja su utilización sobre instalaciones eléctricas por los deterioros que puede producir sobre los elementos y está totalmente prohibida si el suministro eléctrico no ha sido interrumpida . Su utilización está completamente prohibida en algunas industrias, como la del aluminio ya que puede producir explosiones.

El polvo como bicarbonato sódico o potásico, actúa por sofocación recubriendo los combustibles con una capa que los asila del oxígeno y al mismo tiempo desprenden vapor de agua y dióxido de carbono. Actúan también por enfriamiento ya que los granos de polvo absorben calor disminuyendo la temperatura del foco. El polvo BC actúa eficazmente en fuegos de clases A, B. y C y el ABC (polivalente) sirve también para las mismas clases de fuego.

Por su parte el Dióxido de carbono o gas carbónico licuado produce una cantidad de gases importante (por cada quilo salen 560 litros). Y opera de tres formas sobre el foco: Sopla al proyectarlo de forma violenta, también sofoca al cubrir la


Introducción a la QuímicaProfesor D. Tarizzo 2do. Cuatrimestre de 2013CLASE DEL: D. Tarizzosuperficie del foco, y dado que está a unos -87º también actúa por enfriamiento. Se suele utilizar para Clase B y los de origen eléctrico. En un lugar cerrado la utilización de este gas presenta riesgo de asfixia grave y mortal.

La utilización de gases inertes (inergen) presenta otras ventajas como no generar niebla ni afecta al material expuesto.

Por último la arena se utiliza para fuegos de clase D ya que actúa por sofocamiento.

Según el tipo de incendio será el tipo de producto que se va a utilizar. Sin embargo lo mejor son las medidas preventivas que pueden evitarlo.



VIDEO – CLASES DE FUEGO Y EXTINTORES

CUESTIONARIO

Respecto del fuego se plantean las siguientes preguntas:

1. ¿Cómo está formado el triángulo de fuego?a. Combustible: el elemento que entrará en combustión, que se

quemará. Madera, papel, carbón, nafta, etc.

b. Comburente: el gas que mantiene viva la combustiónOxígeno, aire, peróxidos..

c. Fuente de energía: inicia la combustión que luego se mantiene por sus propios medios Chispa, alta temperatura, presión, fuego

2. ¿Qué efecto produce el agua sobre el fuego?a. Líquida en un chorro arrojado sobre el foco lo enfría y lo ahoga

desplazando al comburente.b. Esparcida enfría la superficie y el vapor desplaza al oxigeno lo que

ahora la llama.c. Con un humectante o con espuma genera más cobertura

desplazando aún más el comburente lo que ahoga el fuego.3. El polvo extintor ¿cómo está compuesto y que efecto produce sobre el

fuego?a. El polvo con bicarbonato sódico o potásico actúa sobre el fuego

ahogándolo al desplazar al comburente.b. También desprenden vapor de agua lo que ayuda ahogar al fuego.c. Por último los granos de polvo absorben calor enfriando el foco.

4. Describir las clases de fuegoa. cartón, madera, papel, tela, plásticob. derivados del petróleoc. gases MEPROBU: metano, etano, propano, butanod. aluminio, sodio, magnesio, fósforo, etc.

5. ¿Cómo organizaría en una empresa la lucha contra incendio?6. ¿Que precaución tomaría en un incendio de un vagón de ferrocarril?7. ¿En que caso se desaconseja el uso de agua?

a. En instalaciones eléctricas por el efecto nocivo que tiene sobre los materiales.

b. Si el suministro eléctrico no fue interrumpido, directamente se prohíbe el uso de agua.

c. En instalaciones metalúrgicas donde pudiera procesarse aluminio, magnesio, potasio y otros metales muy reactivos a la presencia de agua.

8. ¿Cómo organizaría los cursos de capacitación?a.

José M. Falcioni Pag. 9


VIDEO – DERRAME DE SUSTANCIAS PELIGROSAS

Se observa en el video ciertos comportamientos que deben ser modificados para reducir los riesgos de accidente por un lado y las consecuencias en caso de producirse:

Transporte adecuado. EPP (Elementos de Protección Personal) eficientes. Carteles que indiquen riesgos del área de trabajo. Tambores rotulados. Operarios capacitados. Comunicación efectiva, rápida y segura. Primeros auxilios disponibles.

PLAN DE EMERGENCIA: Se debe disponer de un procedimiento que indique que hacer ante cada tipo de accidente:

Aislar la zona e informar. Protección a distancia a favor del viento. Identificar la sustancia involucrada. Acciones correctivas. Revisar decisiones.

En términos generales se pueden especificar algunos puntos a tener en cuenta siempre:

Consultar a un especialista. El producto involucrado determina las acciones a seguir.

La brigada de emergencias químicas que puede pertenecer a la misma empresa o a los bomberos de la zona (que en general no tienen capacitación específica) en general actúan de la siguiente forma:

Clausura de la zona. Identificación del producto. Determinar cantidad derramada. Determinar dispersión del derrame. Guía del producto involucrado. Evaluación de riesgos

Llegada la brigada se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones Proteger a los miembros contra cualquier sustancia. Se la debe aislar por completo pues no se puede confiar ciegamente en las

declaraciones de los denunciantes, por lo tanto la protección debe ser prácticamente contra cualquier agente químico.

Si hay radiación la situación es mucho más complicada por las consecuencias médicas inmediatas y a futuro.

Algunas consideraciones generales: El mercurio es tóxico. Las antenas de celulares suelen ocultarse en tanques de agua por sus

efectos aunque todavía hay diversas opiniones sobre los mismos. Los aldeídos secuestran olores ya que atrapan las moléculas que los

producen. No son desodorantes pues no tienen perfume.

José María FalcioniPag. 10

Introducción a la QuímicaProfesor D. Tarizzo 2do. Cuatrimestre de 2013CLASE DEL: D. TarizzoCUESTIONARIO

Respecto del video observado se plantean las siguientes preguntas:

¿Considera que el transporte es inseguro? ¿Por qué?o El transporte es inadecuado y aumenta los riesgos de accidentes.o Los barriles no están asegurados, es decir están sueltos sobre el

pallet que los soporta.o El conductor frena muy bruscamente.

¿Qué recaudos hubiera tomado?o Primero sujetar los tambores con un suncho o algún elemento que

nos les permita moverse entre ellos ni separarse del pallet.o Conducir con cuidado. Suavemente.o Identificar el contenido de los tambores.o Proveer los EPP adecuados.o Colocación de carteles que indiquen los riesgos.o Capacitación de los operarios ya que tratan de corregir el problema

ignorando las consecuencias que su accionar podría tener.o Sistema de comunicaciones rápido y seguro.o Disponibilidad en la zona de trabajo de los primeros auxilio.o Disponer de un plan de emergencia.

¿Qué era necesario saber antes de tomar el tambor?o Es importante saber el peso.o Conocer el contenido.o Identificar el contenido del tambor.

En caso de derrame ¿Qué pasos seguiría?o Seguir el plan de emergencia.o Aislar la zona contaminada..o Proteger a los operarios poniéndolos a protección del viento.o En espacios cerrados sellar la entrada de aire.o Identificar el producto.o Determinar la cantidad derramada.o Analizar el tiempo transcurrido para determinar la dispersión del

derrame.o Guías de seguridad del producto derramado.o Evaluación de riesgos.

Suponiendo contacto con la sustancia ¿Qué haría?o Limpiar el área afectada sólo secándola o retirando la sustancia pero

sin usar ninguna otra ya que podría potenciar los efectos negativos. Luego de liberarse de la sustancia ¿Qué haría?

o Derivar a los afectaos a atención médica en forma urgente. ¿Qué actitudes tomaría por la respuesta inicial?



RESUMEN DE QUÍMICA ORGÁNICA

Los hidrocarburos se dividen en: ALCANOS: Todas las uniones entre los átomos de carbono “C” son simples:

metano, etano, propano, butano, pentano….. ALQUENOS: Hay por lo menos una ligadura doble entre dos átomos de

carbono, pero podría haber más: meteno, eteno, propeno, buteno, penteno…..Al nombre se le antepone el número de C más bajo en el que se encuentra la doble ligadura: 2-buteno significa que la doble ligadura para del segundo al tercer carbono

ALQUINOS: Hay por lo menos una ligadura triple entre dos átomos de carbono, pero podría haber más: metino, etino, propino, butino ….En este caso la triple ligadura sólo puede estar en los C de la punta por lo que no se antepone el número.

Cuando a la cadena de carbonos le falta un hidrógeno en algún lado la terminación pasa a ser TIL. El CH3 pasa de metano a metil. Estas cadenas siempre buscan combinarse con alguna otra para cubrir la ligadura que le queda libre al carbono.

Cuando en alguna cadena se reemplaza un H por un OH se transforma en alcohol. De este modo el metano para a ser metanol. El etanol es el alcohol comestible mientras que los demás no lo son. En estos casos el carbono número 1 será el más cercano al terminal oxidrilo (OH).

Cuando uno de los carbonos de la punta tienen un O y un OH se transforma en un ácido y su terminación pasa a ser oico. El metano pasa a ser metanoico. Al grupo de un oxígeno por un lado y un oxidrilo por otro se lo llama grupo carboxilo. Dado que estos grupos toman tres ligaduras del carbono, sólo pueden estar presentes en los carbonos de la punta de la cadena y ese carbono es el número 1 de la cadena. En particular el etanoico es más conocido “ácido acético” que es el del vinagre mientas que el metanoico es el “ácido fórmico” de las hormigas que tanta picazón produce.


Introducción a la QuímicaProfesor D. Tarizzo 2do. Cuatrimestre de 2013CLASE DEL 25-SET-13 D. Tarizzo

VIDEO – ASÍ SE HACE AGUA POTABLE

El agua se toma desde algún embalse cercano al centro que se desea abastecer y el proceso de depuración comienza en la misma toma:

Rejilla de Metal en la Toma: En el embalse mismo se coloca una rejilla de metal que evita el ingreso de objetos extraños: ramas, desperdicios o cualquier otro elemento de tamaño considerable.

Filtro Preliminar: En la toma el agua va por decantación hasta la estación de bombeo donde otro filtro giratorio de gran tamaño evita el ingreso de peces, hojas y otros elementos.

Bomba de Baja Presión: Al ingresar a la planta una bomba de baja presión envía el agua hacia la depuradora.

AGUA PURA: En este punto se denomina agua pura al agua que todavía no se comienza a tratar.

Carbono Activo: Al agua pura se le agrega carbono activo, un material sumamente poroso, que absorbe contaminantes como disolventes y pesticidas y elimina olores y sabores.

1er. Depósito de Mezcla: Contiene Sulfato de Aluminio que en el agua pura forma pequeñas gotas pegajosas, flóculos, a los que se pegan las bacterias, el barro y otras impurezas

2do. Depósito de Mezcla: Se agrega un polímero que se necesita para la sedimentación. Se agrega arena superfina, micro-arena, a la que se adhiere el polímero haciéndola pegajosa, los granos se pegan a los flóculos mencionados, haciéndolos más pesados.

Cuba de Decantación: El agua pasa a una cuba de decantación donde los flóculos se quedan en el fondo por ser más pesados. Acá tenemos agua transparente pero no potable pues está llena de bacterias y materia orgánica. Hay que filtrarla.

Filtración: El agua fluye sobre la parte superior de un filtro a través de la que gotea.

Antracita: Es una capa de carbón a través de la que también pasa el agua. Arena: Es el último proceso de filtrado. Pero el agua sigue aún con muchas

bacterias por lo que hay que desinfectarla. Cloro: Se le 1,9 mgrs por litro de agua, lo que mata todos los gérmenes. Silicato: Elimina el calcio que se transforma en sarro dentro de las tuberías. Controles: La planta depuradora envía continuamente muestras a los

inspectores para controlar que el agua está cumpliendo con los requisitos establecidos. La cantidad de cloro que queda en el agua es de alrededor de 0,6 mgrs por litro.

Bombas: Estando ya el agua lista para su consumo, unas bombas la introducen en la red pública.

El cloro que se utiliza en la planta es altamente tóxico por lo que los bidones que lo contienen se almacenan en áreas de muy alta seguridad. Una fuga de este material requeriría evacuar un área de 10 km a la redonda.En 45 minutos el agua pura se convirtió en agua tratada.


Introducción a la QuímicaProfesor D. Tarizzo 2do. Cuatrimestre de 2013CLASE DEL 25-SET-13 D. TarizzoCUESTIONARIO

Respecto del video observado se plantean las siguientes preguntas:

¿Cuál es el tratamiento preliminar cuando entra a la planta depurador?

o El filtrado de objetos grandes a través de rejillas puestas en la misma toma en la fuente de agua.

o Filtro preliminar giratorio a la entrada de la bomba.o El agua pura ingresa en la planta depuradora donde comienzan los

procesos de depuración más complicados. ¿Qué se le agrega luego del filtrado?

o Carbono activo para eliminar disolventes y contaminantes y con ellos olores y sabores extraños.

o Sulfato de Aluminio que forma flóculos con gran capacidad de adherencia.

¿Qué se le agrega en el primer depósito?o Se incorpora sulfato de aluminio para formar flóculos a los que se

adhieren partículas, barros y bacterias. ¿Qué se le agrega en el segundo depósito?

o Se agrega un polímero y arena microfina. Los flóculos se adhieren al polímero y la arena a los flóculos lo que los hace más pesados para que se puedan decantar en el siguiente proceso..

¿Qué función cumple el polímero y las micropartículas de arena? ¿Cómo queda el agua?

o Se utilizan para sedimentar todos los elementos. El agua queda transparente pero no bebible pues tiene bacterias y materia orgánica que debe ser filtrada en procesos posteriores.

¿Qué se agrega al aguan para eliminar bacterias y en que proporción?o Se agrega cloro a razón de 1,9 grs por litro.o Por otra parte se agrega Silicato para eliminar el calcio que produce

sarro en las cañerías. ¿Cuál es la cantidad de cloro residual en el agua?

o Luego de todos los procesos de filtrado quedan 0,6 mlgrs de cloro por litro de agua.


Introducción a la QuímicaProfesor D. Tarizzo 2do. Cuatrimestre de 2013CLASE DEL 03-OCT-13 D. Tarizzo

VIDEO – FABRICACIÓN DEL ACEROEl acero nace del hierro, carbono y ferroaleaciones.

Reactor: Henry Besemer creó un reactor en el que se vertía hierro fundido líquido y por el fondo se bombeaba aire comprimido, el oxígeno se combinaba con el carbono del hierro, eliminando las impurezas. Lo que quedaba era acero.

PROCESO DE FABRICACIÓN – ARRABIOEn el alto horno se agrega

Hierro: Se incorpora al alto horno mineral de hierro en forma de pelet. Carbón de Coque Caliza u Óxido de Manganeso Aire enriquecido con O2 Gas Natural

Por la parte superior ingresa el material a intervalos de 10 a 15 minutos. Por las altas temperaturas de 300, 900 y 1900 Cº se descompone en los distintos materiales.Por la parte inferior del horno entran entre 2500 y 4000 metros cúbicos de aire con una presión de 1,5 a 4 km/cm2,Así se obtiene por un lado el arrabio y por otro la escoria o desechoCon 7 tn. de materia prima se obtiene 1 tn de arrabio. Con una capacidad de 12 tn por hora.FRAGMENTACIÓN DEL ACERO RECICLADOEl hierro que se incorpora en el proceso proviene principalmente de desechos reciclados. Para prepararlos se los procesa por:

Fragmentadora: Poderosos martillos reducen el acero a un tamaño menor. Faja transportadora: Lleva el acero así fragmentado a través de varios

rodillos que lo reducen más y son magnéticos para seleccionar lo que es metálico de lo que no, que es eliminado

Bahía de Carga: Se deposita el acero fragmentado para su posterior utilización.

FUSIÓN EN EL HORNO ELÉCTRICOSe mezclan ambas cargas metálicas con contenido de hierro.Se agrega el acero fragmentado.Se lleva esta mezcla a la planta de acería donde se coloca en el horno eléctrico con capacidad para 160 tn donde se inicia el proceso de fusión con la incorporación de carbono y producir el acero.El horno tienen 3 electrodos de grafito con un diámetro de 750 mm.Los hornos se han mejorado para hacer más eficiente el funcionamiento del horno.Una vez ingresado en el horno la mezcla de arrabio, acero reciclado y carbono el horno se tapa con una tapa hermética que evita el ingreso de aire y permite mantener mejor el calor.En el interior se usa electricidad en los tres electrodos que generan 100 megavoltios amperios que llegan a 3000º. También se produce energía química producto de la oxidación. El acero fragmentado y el carbono se funden a 1600º obteniéndose así el acero líquido por 120 tn. Luego de 40 minutos el acero líquido pasan al horno cuchara donde otros tres electrodos realizan el afino, es decir se ajusta la composición química del acero


Introducción a la QuímicaProfesor D. Tarizzo 2do. Cuatrimestre de 2013CLASE DEL 03-OCT-13 D. Tarizzopara lograr la calidad del producto, llegando a 800º para la siguiente fase de fabricación.PRODUCTO FINAL – TRATAMIENTO DE GASES CONTAMIANTESLa ocusa u orificio inferior de la cuchara, deja pasar el acero a la colata, vertiéndolo en el tandish o distribuidor y lleva al acero por cuatro líneas de colata o moldes oscilatorios donde se lo refrigera superficialmente dejando la palanquilla que es el producto final.La evacuación o tratamiento de humos de la planta de acería se compone de filtros de mangas, succión y sistemas auxiliares de agua y aire comprimido. Así de la planta de tratamiento de humo se emite una cantidad contaminante muy inferior a la exigida por los estándares internacionales.


Introducción a la QuímicaProfesor D. Tarizzo 2do. Cuatrimestre de 2013CLASE DEL 03-OCT-13 D. TarizzoCUESTIONARIORespecto del video observado se plantean las siguientes preguntas:

¿Cómo está formado el acero químicamente?o Carbono y ferro aleaciones.

¿En que consistía y como funcionaba el convertidor de Besener?o Era un horno con hierro líquido al que se le inyectaba aire en

grandes cantidades y alta presión por la base y al reaccionar con el carbono quitaba las impurezas del hierro dejando arrabio que luego se utilizaba para fabricar acero.

¿Qué ingresa en el alto horno para fabricar acero?o Pellets de hierro.o Carbono (coque).o Caliza u Óxido de manganeso.o Gas Natural.o Aire.o La capacidad de producción es del orden de 12 tn de acero

considerando que por cada 7 tn de materia prima se obtiene 1 de acero.

¿Cuál es la producción media y el funcionamiento del alto horno?o El alto horno recibe el arrabio, el carbono y el acero fragmentado.o Se calienta mediante electrodos hasta los 3000 ºo El carbono y el acero fragmentado se funden a 1600 ºo Al final del proceso queda acero líquido.o La capacidad de ingreso es de 160 tn quedando 120 tn de acero.

¿Qué tratamiento se le hace al acero reciclado?o Se lo fragmenta y se lo pasa por rodillos que separan los elementos

metálicos de los que no lo son a través de imanes. Los no metálicos se desechan.

¿Qué se hace con el acero reciclado y que sale del alto horno?o El acero reciclado es utilizando para agregar al arrabio con carbono

y obtener así más acero. o El alto horno produce acero líquido y humos contaminantes que

deben ser tratados. ¿Qué se hace con el acero reciclado y que sale del alto horno? ¿Cuál es

el diámetro de los electrodos?o El acero reciclado es utilizando para agregar al arrabio con carbono

y obtener así más acero. o El alto horno produce acero líquido y humos contaminantes que

deben ser tratados.o Los electrodos tienen un diámetro de 750 mm.

¿Cómo se lleva a cabo la operación en el horno eléctrico?o Se incorpora el acero fragmentado, el arrabio y el carbono. o Los electrodos llevan la mezcla a 3000º.o El acero y el carbono funden a 1600º.o Al final queda acero líquido.

¿Qué temperatura se maneja adentro del horno eléctrico?


Introducción a la QuímicaProfesor D. Tarizzo 2do. Cuatrimestre de 2013CLASE DEL 03-OCT-13 D. Tarizzo

o 3000º ¿Para que se usa el horno de afino?

o Se usa para mejorar la composición química del acero y para comenzar el proceso de enfriamiento ya que de acá el material sale a unos 800º

¿Después de la cuchara que se hace con el acero y como se llama el producto final?

o Del horno cuchara el acero sale por un orificio hacia el distribuidor.o El distribuidor lo lleva al área de colata o moldes oscilatorios.o En los moldes se lo enfría superficialmente.o El resultado final es la palanquilla que son barras de acero.

¿Cómo es el tratamiento de los gases contaminan tes?o Los humos pasan por mangas, tambores de succión y sistemas

auxiliares de agua y aire comprimido que reducen la contaminación por valores menores a los máximos permitidos por las regulaciones internacionales.


Introducción a la QuímicaProfesor D. Tarizzo 2do. Cuatrimestre de 2013ALCANOS – ALQUENOS - ALQUINOS

FUENTE: http://www.quimicayalgomas.com/quimica-organica/hidrocarburos/alcanos-alquenos-y-alquinos

ALCANOS:El primer miembro de la familia de los alcanos es el metano. Está formado por un átomo de carbono, rodeados de 4 átomos de hidrógeno.Fórmula desarrollada: Fórmula molecular: CH4

Los demás miembros se diferencian en el agregado de un

átomo de carbono. Los nombres de los más conocidos son:Etano: Dos átomos de C. H3C - CH3Propano: Tres átomos de C. H3C - CH2 - CH3Butano: Cuatro átomos de C. H3C - CH2 - CH2 . CH3Pentano: Cinco átomos de C. H3C - CH2 - CH2 - CH2 - CH3Hexano: Seis átomos de C. H3C - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH3Heptano: Siete átomos de C. Y así sucesivamenteOctano: Ocho átomos de C.Nonano: Nueve átomos de C.Decano: Diez átomos de C.Para concluir decimos que los alcanos presentan la siguiente fórmula molecular (CnH2n+2). Donde n es la cantidad de átomos de Carbono y (2n+2) nos da la cantidad de átomos de hidrógeno.Propiedades físicas:Los alcanos son parte de una serie llamada homóloga. Ya que cada término se diferencia del que le continúa en un CH2. Esto nos ayuda a entender sus propiedades físicas ya que sabiendo la de algunas podemos extrapolar los resultados a las demás. Las principales características físicas son:

Los cuatro primeros miembros bajo condiciones normales o en su estado natural son gaseosos.

Entre el de 5 carbonos y el de 15 tenemos líquidos y los restantes sólidos. El punto de ebullición asciende a medida que crece el número de carbonos. Todos son de menor densidad que el agua. Son insolubles en el agua pero solubles en solventes orgánicos.

Propiedades Químicas:Presentan muy poca reactividad con la mayoría de los reactivos químicos. Por este motivo se los llama también parafinas.Compuestos de Sustitución:Las reacciones de sustitución son aquellas en las que en un compuesto son reemplazados uno o más átomos por otros de otro reactivo determinado.Los alcanos con los halógenos reaccionan lentamente en la oscuridad, pero más velozmente con la luz.

CH4 + Cl2 ---> CH3Cl + HClmetano + (luz) ---> cloruro de metilo + ácido clorhídrico

ALQUENOS:Los alquenos se diferencian con los alcanos en que presentan una doble ligadura a lo largo de la molécula. Esta condición los coloca dentro de los llamados hidrocarburos insaturados junto con los alquinos. Con respecto a su nomenclatura es como la de los alcanos salvo la terminación. En lugar de ano como los alcanos es eno. Al tener una doble


Introducción a la QuímicaProfesor D. Tarizzo 2do. Cuatrimestre de 2013ALCANOS – ALQUENOS - ALQUINOSligadura hay dos átomos menos de hidrógeno como veremos en las siguientes estructuras. Por lo tanto, la fórmula general es CnH2n.Al nombrar Alquenos y Alquinos a la doble o triple ligadura se le adjudica un número que corresponde a la ubicación de dicha ligadura.Eteno: Dos átomos de C. CH2 = CH2Propeno: Tres átomos de C. CH2 = CH2 - CH3Buteno 1: Cuatro átomos de C. CH2 = CH - CH2 - CH3 Buteno 2: Cuatro átomos de C. CH3 - CH = CH - CH3Pentino 2: Cinco átomos de C. CH3 - C ≣C - CH2 - CH3El ordenamiento de la fórmula se hace de modo que la doble o triple ligadura siempre quede en la primera mitad. El número indica el átomo donde la misma empieza. Por esta razón el eteno y el propeno nunca tendrán número mientras que el pentino 3 no existe debido a que es pentino 2 mal ordenado.Propiedades Físicas:Son similares a los alcanos. Los tres primeros miembros son gases, del carbono 4 al carbono 18 líquidos y los demás son sólidos.Son solubles en solventes orgánicos como el alcohol y el éter. Son levemente más densos que los alcanos correspondientes de igual número de carbonos. Los puntos de fusión y ebullición son más bajos que los alcanos correspondientes. Propiedades Químicas:Los alquenos son mucho más reactivos que los Alcanos. Esto se debe a la presencia de la doble ligadura que permite las reacciones de adición. Las reacciones de adición son las que se presentan cuando se rompe la doble ligadura, este evento permite que se adicionen átomos de otras sustancias.Adición de Hidrógeno:→En presencia de catalizadores metálicos como níquel, los alquenos reaccionan con el hidrógeno, y originan alcanos.CH2 = CH2 + H2 ——> CH3 – CH3 + 31,6 KcalAdición de HalógenosCH2 = CH2 + Br2 ——-> CH2Br – CH2BrDibromo 1-2 EtanoAdición de Hidrácidos:CH2 = CH2 + HBr ——-> CH3 — CH2 BrALQUINOS:Estos presentan una triple ligadura entre dos carbonos vecinos. Con respecto a la nomenclatura la terminación ano o eno se cambia por ino. Aquí hay dos hidrógenos menos que en los alquenos. Su fórmula general es CnH2n-2. Ejemplos:PropinoCH ≡ C — CH3Propiedades físicas:Los dos primeros son gaseosos, del tercero al decimocuarto son líquidos y son sólidos desde el 15 en adelante.Su punto de ebullición también aumenta con la cantidad de carbonos.Los alquinos son solubles en solventes orgánicos como el éter y alcohol. Son insolubles en agua, salvo el etino que presenta un poco de solubilidad.Como se observa se sigue la regla de Markownicov. Ya que el halógeno se une al carbono con menos hidrógenos. En este caso al del medio que no tiene ninguno.Ahora vamos a explicar como se denominan a los hidrocarburos con ramificaciones.

Aquí podemos ver que tenemos dos ramificaciones. Los grupos que forman esa ramificación son considerados radicales. Radical en química es un átomo o grupo de


Introducción a la QuímicaProfesor D. Tarizzo 2do. Cuatrimestre de 2013ALCANOS – ALQUENOS - ALQUINOSátomos que posee una valencia libre. Esta condición los hace susceptibles a unirse a cadenas carbonadas en este caso.Obtenemos un radical cuando al metano (CH4) le quitamos un átomo de hidrógeno en su molécula quedándole al carbono una valencia libre CH3

Este radical se llama metil o metilo. Su nombre deriva del metano. Se les agrega el sufijo il.Si lo obtuviéramos a partir del Etano se llamaría etil y a partir del propano, propil y así sucesivamente.Etil y Propil:H3C — CH2 –H3C — CH — CH2 –A veces se presentan otros radicales cuando el hidrógeno faltante es de un carbono secundario, es decir, que está unido a otros dos carbonos. Si al propano le quitamos un H del C del medio tenemos al radical isopropil:H3C — CH — CH3Otros radicales que podemos citar son el isobutil y el ter-butil derivado del butano.Isopropil e Isobutil


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Ter-butil

Volviendo al primer ejemplo de hidrocarburo ramificado.

Vemos claramente una cadena horizontal integrada por 4 átomos de C, y un grupo metilo en la parte superior. Este metil es la ramificación. Se nombra primero a este metil con un número que indica la posición de este en la cadena más larga. El numero uno se le asigna al carbono que está más cerca de la ramificación. Luego nombramos a la cadena.El nombre es 2 metil-Butano.Otros ejemplos:

2,2,4-triimetil pentano (Los metilos están ubicados en los carbonos 2 y 4 respectivamente). Se toma como carbono 1 el primero que esta a la izquierda ya que más cerca de este extremo hay más metilos.

Isomería:Los compuestos hidrocarbonados al tener fórmulas grandes presentan variación en su disposición atómica. Es decir, con la misma fórmula molecular pueden tener varias fórmulas desarrolladas. Esto es la isomería. Aunque tenemos que decir que hay varios tipos de isomería. Aquí explicaremos por ahora la isomería de cadena, o sea, las distintas formas que pueden tomar las cadenas carbonadas.Por ejemplo, en el caso del Pentano (C5H12), a este lo podemos presentar como una cadena lineal o como cadenas ramificadas.Pentano (lineal)H3C — H2C —H2C — H2C — CH3


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Introducción a la QuímicaProfesor D. Tarizzo 2do. Cuatrimestre de 2013ALCANOS – ALQUENOS - ALQUINOS2-metil Butano (ramificado)

Para ser considerado una ramificación, el radical debe estar en un C que no sea del extremo, es decir, en un C secundario. Si hubiésemos puesto el metil en el otro C secundario, el nombre no hubiera variado ya que la numeración empezaría del otro extremo.2,2 –dimetil Propano

Los Alquenos y Alquinos también pueden presentar este tipo de isomería al cambiar la posición de sus grupos ramificados. Pero presentan aparte otro tipo de isomería llamada de posición.En esta isomería lo que varia es la posición del doble o triple enlace. Por ejemplo:Buteno-1CH2 = CH — CH2 — CH3Buteno-2CH3 — CH = CH — CH3


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FUENTE: http://www.monografias.com/trabajos28/reglas-nomenclatura/reglas-nomenclatura.shtml#alcohol

AlcanosLos hidrocarburos de cadena y los hidrocarburos con sustituyentes simples se nombran con el sistema de la IUPAQ de acuerdo con las siguientes reglas:1. El sufijo que designa a un alcano

es "ano".Para el siguiente compuesto el nombre base es heptano, ya que la cadena continua más larga tiene siete átomos de carbono. La cadena continua más larga no necesariamente debe ser parte de la molécula escrita en forma horizontal)

2. Se escoge la cadena con el mayor número de átomos de carbono unidos de forma continua. El nombre del alcano de cadena continua de la molécula que tenga el mismo número de átomos de carbono que hay en esta cadena más larga, sirve como nombre base de la molécula.Si la cadena básica del compuesto se enumera como se indica, habrá sustituyentes en los C3 y C4. Si se hubiera comenzado la numeración por el otro extremo de la cadena, los sustituyentes hubieran quedado en C4 y C5.Un sustituyente es un átomo o grupo de átomos distintos de hidrógeno y se encuentra unido a un carbono de la cadena más larga. Un sustituyente es un átomo o grupo de átomo, distintos del hidrógeno, y se encuentran unidos a un carbono de la cadena más larga.

3. Numérese los átomos de carbono de esta cadena continua. La numeración debe comenzar por el extremo que dé los números menores para los átomos que llevan sustituyentes.La presencia de un grupo metilo (CH3-) sobre C3 se indica así: 3-metil y la presencia del grupo etilo (CH3-CH2-) sobre C4 se indica así: 4-etil (la nomenclatura para los grupos sustituyentes formados a partir de los alcanos, los llamamos grupos alquilos, (ver anexo 2).

4. Cada sustituyente se nombra indicando su posición mediante un número que corresponde al átomo de carbono al cual se encuentra unido.

5. El nombre del compuesto se escribe en una sola palabra. Los nombres se separan de los números mediante guiones y los números entre si mediante comas. Los nombres del sustituyente se agregan como prefijos al nombre básico.

De acuerdo con estas reglas, el nombre del compuesto es:4-etil-3-metilheptano.Si en una misma molécula se encuentra presente el mismo sustituyente dos o más veces, el número de sustituyentes iguales se indica mediante los prefijos di, tri, tetra, penta, etc. unidos al nombre del sustituyente. La posición de cada sustituyente se indica mediante un número y varios números se separan mediante comas.



2,3 – dimetilbutano 3,3 – dietil – metilhexano

5,5,6 – tricloro - 4,4 – dietil – 2,3 – dimetiloctanoCada sustituyente debe tener un nombre y un número para localizarlo.AlquenosAl igual que en los alcanos, para nombrar los alquenos se siguen una serie de reglas:1. Para el nombre base se escoge la cadena continua de átomos de carbono

más larga que contenga al doble enlace.2. La cadena se numera de tal manera que los átomos de carbono del doble

enlace tengan los números más bajos posibles.3. Para indicar la presencia del doble enlace se cambia la terminación "ano"

del nombre del alcano con el mismo número de átomos de carbono de la cadena más larga que contenga el doble enlace por la terminación "eno".

2- penteno4. La posición del doble enlace se indica mediante el número menor que le

corresponde a uno de los átomos de carbono del doble enlace. Este número se coloca antes del nombre base:

5. Los sustituyentes tales como halógenos o grupos alquilo se indica mediante su nombre y un número de la misma forma que para el caso de los alcanos.

5,5 – dicloro – 2 – penteno 3 – propil – 1- hexenoAlquinos


Introducción a la QuímicaProfesor D. Tarizzo 2do. Cuatrimestre de 2013ALCANOS – ALQUENOS - ALQUINOSLas reglas son exactamente las mismas que para nombrar los alquenos, excepto que la terminación "ino", reemplaza la de "eno". La estructura principal es la cadena continua más larga que contiene el triple enlace, y las posiciones de los sustituyentes y el triple enlace son indicadas por números.El triple enlace se localiza numerando el primer carbono que contiene el triple enlace, comenzando por el extremo de la cadena más cercano al triple enlace.

2 - metil – 3 – hexino 4 - etil – 2 – heptino

Alcoholes1. Se elige la cadena más larga que contiene el grupo hidroxilo (cadena

fundamental). Esto forma la base del nombre del compuesto, cambiando la terminación "o" del hidrocarburo correspondiente por el sufijo "ol".

2. La numeración de la cadena fundamental se realiza de modo que la posición del hidroxilo quede establecida por el número menor posible.

3. Se nombran las ramificaciones y sustituyentes indicando sus posiciones mediante números.

Ejemplos:

metanol etanol 1-propanol 2-propanol

3-metil-2-butanol 6-metil-4-octanol

Ácidos carboxílicosSigue las mismas reglas que para los aldehídos, solo que comienzan a nombrarse con la palabra ácido y se cambia la terminación "al" del aldehído por "oico"

ácido metanoico ácido etanoico ácido propanoico



ácido 2-metilbutanoico ácido 3-metilbutanoico


apuntes de clase - introducciÓn a la quÍmica

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